吉林省西部盐碱地5种林分类型土壤改良效果研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0408

中国农学通报 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (15): 55-62.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0408

所属专题：资源与环境；耕地保护

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

吉林省西部盐碱地5种林分类型土壤改良效果研究

王梓默(), 林士杰, 张大伟, 何怀江, 陈思羽, 包广道, 贾庆彬, 张忠辉()

吉林省林业科学研究院,长春 130033

收稿日期:2020-08-26 修回日期:2020-10-26 出版日期:2021-05-25 发布日期:2021-05-18
通讯作者: 张忠辉
作者简介:王梓默,女,1991年出生,吉林松原人,研究实习员,硕士,研究方向：水土保持与荒漠化防治。通信地址：130033 吉林省长春市经开区临河街3528号吉林省林业科学研究院,Tel：0431-85850451,E-mail： wzm100214@163.com。
基金资助:
吉林省公益性科研院所基本科研业务费用项目“吉林省西部地区水土保持林模式研究及效益评价”(GY-2017-02);吉林省公益性科研院所基本科研业务费用项目“柽柳人工林土壤改良效益时空变异研究”(GY-2019-12)

Soil Improvement Effect of Five Different Typical Forests in Saline-alkali Soil in Western Jilin Province

Wang Zimo(), Lin Shijie, Zhang Dawei, He Huaijiang, Chen Siyu, Bao Guangdao, Jia Qingbin, Zhang Zhonghui()

Jilin Provincial Academy of Forestry Sciences, Changchun 130033

Received:2020-08-26 Revised:2020-10-26 Online:2021-05-25 Published:2021-05-18
Contact: Zhang Zhonghui

摘要/Abstract

摘要：

为揭示吉林省西部盐碱地不同林分类型的土壤改良效果,以松原市乾安县分布的柽柳林、黑杨林、油松林、黑杨白榆混交林及枸杞林5种典型林分为研究对象,未造林地作为对照,通过野外调查与室内分析相结合,对各林分0~30 cm土层深度的土壤理化性质进行分析。结果表明：5种林分对土壤理化性质均有一定程度的改善,与未造林地相比,5种林分均表现为土容重减小,孔隙度增加,土壤渗透性能得到改善。各林分对0~10 cm表层盐碱土pH有明显的降低作用,与对照相比降低了3.69%~7.50%。林地土壤养分含量与未造林地相比有显著提升,各土层深度林地土壤有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量均大于未造林地,土壤养分主要集中于0~20 cm土层深度,呈表聚现象。通过主成分分析法对14个土壤改良评价指标进行综合评价,其综合得分由大到小依次为：枸杞(43.81)>柽柳(40.79)>黑杨白榆混交林(40.33)>黑杨(39.31)>油松(39.03)>未造林地(33.55)。结果表明5种人工林均能够改善土壤理化性质,在吉林省西部地区通过植被恢复进行盐碱地改良时,可考虑枸杞与柽柳为优选树种。

关键词: 林分类型, 土壤改良, 理化性质, 主成分分析, 吉林省西部, 盐碱地

Abstract:

To reveal the soil improvement effect of different forest types in saline land of western Jilin Province, five types of typical forests distributed in Qian’an County, Songyuan City were selected as research objects, which were Tamarix chinensis forest, Populus × xiaohei forest, Pinus tabuliformis forest, Populus × xiaohei and Ulmus pumila mixed forest and Lycium chinense forest, respectively. Took the unplanted land as control, the physicochemical properties of soil in 0-30 cm were studied by the method of soil sampling and laboratory measurement. The results showed that: compared with the unplanted land, the physical and chemical properties of soil of the 5 kinds of forests were all improved to a certain extent. The soil bulk density decreased while the soil porosity increased. Soil infiltration capacity in different forest types was improved. The pH significantly decreased by 3.69% to 7.50% compared with the unplanted land in 0-10 cm soil layer. Soil nutrient content of forestland was significantly increased compared with the unplanted land. Soil organic matter, total nitrogen, available nitrogen, total phosphorous, available phosphorous, total potassium and available potassium content of forestland were higher than that of the unplanted land in every soil layer. Soil nutrient content mainly concentrated in 0-20 cm, showing obvious surface accumulation. Using principal component analysis to evaluate the 14 soil quality indicators, the comprehensive score of the 5 types of forests were listed in the sequence of Lycium chinense forest (43.81) > Tamarix chinensis forest (40.79) > Populus ×xiaohei and Ulmus pumila mixed forest (40.33) > Populus ×xiaohei forest (39.31) > Pinus tabuliformis forest (39.03) > CK (33.55). The five types of typical forests could improve soil physiochemical properties. Lycium chinense and Tamarix chinensis could be considered as the optimized tree species in the process of saline land improvement by restoring vegetation in western Jilin Province.

Key words: forest types, soil improvement, physicochemical properties, principal component analysis, western Jilin Province, saline land

中图分类号:

王梓默, 林士杰, 张大伟, 何怀江, 陈思羽, 包广道, 贾庆彬, 张忠辉. 吉林省西部盐碱地5种林分类型土壤改良效果研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(15): 55-62.

Wang Zimo, Lin Shijie, Zhang Dawei, He Huaijiang, Chen Siyu, Bao Guangdao, Jia Qingbin, Zhang Zhonghui. Soil Improvement Effect of Five Different Typical Forests in Saline-alkali Soil in Western Jilin Province[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(15): 55-62.

图/表 7

参考文献 26

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样地	土层/cm	土壤容重/(g/cm³)	总孔隙度/%	毛管孔隙度/%	非毛管孔隙度/%
柽柳	0~10	1.51±0.02e	43.02±0.62e	28.09±1.81d	14.93±1.79bc
	10~20	1.53±0.05c	42.32±1.91c	27.91±1.10d	14.41±2.00ab
	20~30	1.62±0.02c	38.87±0.80c	26.68±1.04b	12.19±1.34a
枸杞	0~10	1.52±0.01e	42.54±0.15de	25.56±0.94bc	15.98±1.21c
	10~20	1.57±0.02b	40.86±0.63b	26.41±1.12c	14.45±0.98ab
	20~30	1.60±0.02c	39.53±0.69c	24.99±1.09bc	14.54±1.40cd
黑杨	0~10	1.55±0.05bc	41.51±0.60bc	27.58±1.31cd	13.93±1.66ab
	10~20	1.52±0.02c	42.64±0.86c	28.32±0.99d	14.32±0.94a
	20~30	1.64±0.03b	38.11±1.05b	23.06±1.54cd	15.05±1.93d
黑杨白榆混交林	0~10	1.57±0.03b	40.66±0.27b	26.14±1.25ab	14.52±1.76ab
	10~20	1.56±0.06b	40.93±0.76b	25.07±1.15ab	15.86±1.40c
	20~30	1.61±0.02c	39.19±0.77c	23.55±0.75b	15.64±1.33d
油松	0~10	1.54±0.02cd	41.81±0.25cd	26.91±1.20b	14.90±1.51bc
	10~20	1.57±0.02b	40.82±0.60b	25.17±1.47bc	15.65±1.40bc
	20~30	1.61±0.02c	39.26±0.76c	26.33±1.12ab	12.93±1.33cd
裸地	0~10	1.62±0.02a	38.78±0.16a	25.44±0.85a	13.34±1.22a
	10~20	1.64±0.03a	38.04±1.13a	24.15±1.09a	13.90±1.74a
	20~30	1.66±0.01a	37.32±0.55a	23.70±1.07a	13.62±1.37bc

样地	土层/cm	土壤容重/(g/cm³)	总孔隙度/%	毛管孔隙度/%	非毛管孔隙度/%
柽柳	0~10	1.51±0.02e	43.02±0.62e	28.09±1.81d	14.93±1.79bc
	10~20	1.53±0.05c	42.32±1.91c	27.91±1.10d	14.41±2.00ab
	20~30	1.62±0.02c	38.87±0.80c	26.68±1.04b	12.19±1.34a
枸杞	0~10	1.52±0.01e	42.54±0.15de	25.56±0.94bc	15.98±1.21c
	10~20	1.57±0.02b	40.86±0.63b	26.41±1.12c	14.45±0.98ab
	20~30	1.60±0.02c	39.53±0.69c	24.99±1.09bc	14.54±1.40cd
黑杨	0~10	1.55±0.05bc	41.51±0.60bc	27.58±1.31cd	13.93±1.66ab
	10~20	1.52±0.02c	42.64±0.86c	28.32±0.99d	14.32±0.94a
	20~30	1.64±0.03b	38.11±1.05b	23.06±1.54cd	15.05±1.93d
黑杨白榆混交林	0~10	1.57±0.03b	40.66±0.27b	26.14±1.25ab	14.52±1.76ab
	10~20	1.56±0.06b	40.93±0.76b	25.07±1.15ab	15.86±1.40c
	20~30	1.61±0.02c	39.19±0.77c	23.55±0.75b	15.64±1.33d
油松	0~10	1.54±0.02cd	41.81±0.25cd	26.91±1.20b	14.90±1.51bc
	10~20	1.57±0.02b	40.82±0.60b	25.17±1.47bc	15.65±1.40bc
	20~30	1.61±0.02c	39.26±0.76c	26.33±1.12ab	12.93±1.33cd
裸地	0~10	1.62±0.02a	38.78±0.16a	25.44±0.85a	13.34±1.22a
	10~20	1.64±0.03a	38.04±1.13a	24.15±1.09a	13.90±1.74a
	20~30	1.66±0.01a	37.32±0.55a	23.70±1.07a	13.62±1.37bc

样地	初渗速率/(mm/min)	稳定速率/(mm/min)	平均渗透速率/(mm/min)	到稳渗透速率时间/min
柽柳	8.64±0.10f	3.12±0.08d	3.95±0.12e	28
枸杞	8.27±0.01e	3.05±9.12d	3.73±0.09d	30
杨树	7.69±0.09d	2.34±0.07c	3.19±0.07c	32
杨树白榆混交林	7.05±0.11c	2.13±0.11b	2.83±0.09b	30
油松	7.18±0.06b	2.17±0.09b	2.93±0.09b	34
裸地	5.85±0.09a	2.02±0.14a	2.54±0.06a	42

样地	初渗速率/(mm/min)	稳定速率/(mm/min)	平均渗透速率/(mm/min)	到稳渗透速率时间/min
柽柳	8.64±0.10f	3.12±0.08d	3.95±0.12e	28
枸杞	8.27±0.01e	3.05±9.12d	3.73±0.09d	30
杨树	7.69±0.09d	2.34±0.07c	3.19±0.07c	32
杨树白榆混交林	7.05±0.11c	2.13±0.11b	2.83±0.09b	30
油松	7.18±0.06b	2.17±0.09b	2.93±0.09b	34
裸地	5.85±0.09a	2.02±0.14a	2.54±0.06a	42

	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉	X₁₀	X₁₁	X₁₂	X₁₃	X₁₄
X₁	1
X₂	-0.999^**	1
X₃	-0.614^**	0.620^**	1
X₄	-0.409^**	0.404^**	-0.468^**	1
X₅	-0.655^**	0.660^**	0.498^**	0.162	1
X₆	-0.302^*	0.307^*	0.277^*	0.023	0.880^**	1
X₇	-0.830^**	0.831^**	0.593^**	0.244	0.794^**	0.508^**	1
X₈	-0.687^**	0.688^**	0.073	0.296^*	0.351^**	0.007	0.685^**	1
X₉	-0.437^**	0.435^**	0.096	0.166	-0.006	-0.198	0.477^**	0.582^**	1
X₁₀	-0.605^**	0.610^**	0.599^**	-0.12	0.354^**	0.180	0.621^**	0.435^**	0.778^**	1
X₁₁	-0.545^**	0.545^**	0.420^**	0.124	0.418^**	0.261	0.687^**	0.532^**	0.769^**	0.771^*	1
X₁₂	-0.622^**	0.621^**	0.336^*	0.307^*	0.454^**	0.272^*	0.712^**	0.569^**	0.690^**	0.698^**	0.779^**	1
X₁₃	-0.686^**	0.681^**	0.245	0.482^**	0.631^**	0.337^*	0.714^**	0.667^**	0.217	0.163	0.431^**	0.461^**	1
X₁₄	0.558^**	-0.551^**	-0.81	-0.526^**	-0.381^**	-0.148	-0.695^**	-0.741^**	-0.614^*	-0.343^*	-0.639^**	-0.679^**	-0.742^**	1

吉林省西部盐碱地5种林分类型土壤改良效果研究

Soil Improvement Effect of Five Different Typical Forests in Saline-alkali Soil in Western Jilin Province

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成分	第一主成分	第二主成分	第三主成分
特征根s	7.552	2.071	1.916
方差贡献率/%	53.943	14.791	13.689
累计共效率/%	53.943	68.734	82.423

项目	第一主成分	第二主成分	第三主成分
X₁	-0.896	-0.118	0.054
X₂	0.896	0.124	-0.046
X₃	0.571	0.309	0.651
X₄	0.702	0.680	-0.072
X₅	0.344	-0.221	-0.811
X₆	0.937	0.193	0.009
X₇	0.398	0.772	-0.025
X₈	0.639	-0.678	0.265
X₉	0.778	-0.247	-0.128
X₁₀	0.722	-0.218	0.533
X₁₁	0.795	-0.253	0.248
X₁₂	0.739	0.163	-0.483
X₁₃	0.820	-0.229	0.066
X₁₄	-0.766	0.301	0.392

林分类型	公因子得分			综合分值	排序
林分类型	Y₁	Y₂	Y₃	综合分值	排序
CL	61.970	1.539	-0.28	40.79	2
GQ	67.482	-2.009	0.007	43.81	1
HY	59.871	-0.588	1.406	39.31	4
BY	61.747	1.443	-2.067	40.33	3
YS	59.183	1.960	-0.353	39.03	5
CK	49.600	5.448	0.656	33.55	6

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